Синтез микропрограммного автомата. Синтез устройства управления

В процессе синтеза микропрограмм автомата (МПА) первоначально по графу микропрограммы (МП) определяются множества состояний А, входных Х и выходных У сигналов автомата. Для МПА входными являются сигналы, анализируемые в условных вершинах графа МП. Т е в нашем примере множество Х={f, α, X3}. Выходными сигналами являются сигналы микроопераций. В примере: У={У1,…,У10}. Для определения множества состояний А={} строится отмеченный граф МП, т е граф, помеченный символами состояний автомата. Для МПА отметками состояний помечаются входы вершин, следующие за операторными вершинами. При этом символом начального состояния помечается выход начальной и вход конечной вершины графа МП. (В примере А={}).

Структурная схема МПА включает запоминающую часть (ЗЧ), дешифратор состояний(ДС) и комбинационную часть(КЧ).

ЗЧ представляет собой набор двоичных элементов памяти, в качестве которых используются триггера различных типов. В рассматриваемом примере используются синхронные двухступенчатые RS-триггера. Минимально необходимое число триггеров определяется из отношения R=] [, где m+1 – число состояний автомата, ][ - операция округления до ближайшего большего целого. В нашем случае количество состояний МПА=8, R=3. Таким образом ЗЧ состоит из 3х триггеров, состояния которых обозначим через Q1, Q2, Q3. При синтезе МПА каждое состояние из множества А кодируется определенным набором состояний триггеров. Вариант кодирования представлен в следующей таблице:

Qr ai	Q1	Q2	Q3
a0	0	0	0
a1	0	0	1
a2	0	1	0
a3	0	1	1
a4	1	0	0
a5	1	0	1
a6	1	1	0
a7	1	1	1

Сигналы с выхода триггеров ЗЧ поступают на входы ДС, формирующего сигналы состояний автомата.

КЧ в зависимости от состояния автомата и входных сигналов вырабатывает управляющие сигналы микроопераций и сигналы возбуждения триггеров . На синхровходы триггеров и ДС поступают синхронизирующие сигналы С, период следования которых определяет такт работы автомата. В каждом такте по сигналу С формируются выходные сигналы КЧ, а по окончании сигнала С триггера переключаются в новое состояние. При построении КЧ удобно задавать работу автомата с помощью обратной структурной таблицы, представляющей собой список, в котором для каждого возможного перехода в автомате отводится одна строка. Такая таблица строится по отмеченному графу МП в виде массивов путей переходов в отдельное состояние.